旋压详细资料

旋压的基本原理和加工工艺详解利用旋压工具（旋轮或擀棒）和芯模使毛坯边旋转边成形，生产金属空心回转体件的一种回转成形工艺。旋压时，金属毛坯随芯模旋转或旋压工具绕毛坯和芯模旋转，旋压工具相对芯模作进给运动，从而使毛坯受压并产生连续局部变形以获得空心回转体零件，如图所示。旋压示意图由一普通旋压『6—锥形件强力旋压&「一筒形件强力雄压

1—坯料：2—旋轮；3—芯模旋压时，旋压工具与毛坯接触面积小，毛坯只局部产生塑性变形，所需变形力小，可用小吨位的设备加工大型空心回转体制品。旋压产品具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，力学性能好。旋压工具制造简单，更换容易。但旋压产量较低，品种受到一定限制，多适用于小批量多品种的产品。旋压是一种古老的加工方法。早在10世纪初，中谚藤：国就使用旋压方法把银锡等金属板旋压成各种器皿。20世纪以来，旋压工艺在工业上得到广泛应用。目前旋压工艺不仅用于加工铝、铜及其合金，而且越来越多地用于加工钢铁和稀有金属。旋压的产品有日常生活用具、化工容器、各种形状的机器零件，航天器、航空器和火箭导弹的各种壳体部件等。旋压按加工温度分为冷旋压、温旋压和热旋压。一般多采用冷旋压。旋压按金属变形特征分为普通旋压和强力旋压。普通旋压改变毛坯的形状，扩大或缩小直径而基本不改变厚度的旋压方法。这种旋压多用于成形各种薄壁的铝、铜、不锈钢等生活用具，如灯罩、炊具及手工艺品等。普通旋压包括缩径旋压（缩旋）和扩径旋压（扩旋）。此外，还可以完成一些切割、搭接等工作。普通旋压有手工旋压、半自动旋压和自动旋压等。缩径旋压使毛坯产生径向收缩的一种普通旋压。缩旋除在旋压工具作用下使整体旋压成形外，还可以进行收口、收颈、压槽和收边等局部变形。扩径旋压使毛坯产生径向胀大的一种普通旋压。它除了整体扩旋成形外，还可以翻边、扩颈、扩口和压槽等局部成形。扩颈旋压采用芯模在毛坯之外而旋轮在毛坯之内的内旋压法。普通旋压工艺参数主要考虑坯料的尺寸和性能、旋轮进给量、仿形板的型面、道次间距及旋轮形状等。普通旋压坯料一般用板坯。旋轮进给量厂是芯模每转一圈时，旋压工具沿芯模母线移动的距离；常选，f=0.3〜3m/r，f过大时制品易起皱，过小时制品易拉薄。仿形板通常有固定仿形板和摆动仿形板。固定仿形板的形状与芯模型面相同，它决定了旋压件的最终形状。摆动仿形板具有一定型面并绕一固定点旋转来确定旋轮在逐道旋压中的运动轨迹。摆动仿形板的形状有直线形、圆弧形和渐开线形。一般认为渐开线仿形板较好。普通旋压多采用多道次旋压，各道次之间的道次间距P是个重要参数，通常取P=3〜6mm。P过大时，制品易起皱。普通旋压时，采用工艺润滑以减小摩擦。普通旋压工艺装备包括旋压工具（擀棒或旋轮）、芯模、仿形板和尾顶装置等。手工旋压工具常用擀棒，它是由木柄和钢质成形头构成的。成形头的形状有钝头、舌形头、弯头及其他形状等。采用旋轮作为旋压工具可减小与毛坯表面的摩擦，改善表面质量。旋轮有凸面形旋轮、圆角旋轮、扩张旋轮、收口旋轮、平整旋轮和万能旋轮等。旋压芯模应具有足够的强度、刚度、硬度和动平衡性能。芯模的结构有整体模、分瓣模、分级模和空气模等多种。仿形板有单块仿形板、复合式仿形板和叠式仿形板等结构形式，而手工旋压和数控旋压时不采用仿形板。尾顶装置是卡住坯料、防止在旋压过程中坯料与芯模间相互运动的装置。尾顶装置有顶尖式和顶块式等形式。强力旋压壁厚减薄而直径基本不变的旋压方法，也叫变薄旋压。它包括锥形件强力旋压和筒形件强力旋压两种。前者用于生产等壁厚或变壁厚的锥形件或半球形件等。后者用于生产薄壁无缝管材、圆柱形带底容器和壳体等。锥形件强力旋压成形直母线及曲母线锥形件的一种强力旋压，也叫剪切旋压。锥形件强力旋压时，毛坯厚度变化应遵循正弦律：在同一直径上，工件厚度t等于毛坯厚度t与工件半锥角a的正弦值之积，即t=tsinafofo壁厚减薄率wt是强力旋压时毛坯壁厚减薄程度，f即单位毛坯壁厚的压下=~—勺=]—sina量：-%。锥形件强力旋压多采用正旋，即旋压时金属流动方向与旋轮进给方向相同。若金属流动方向与旋轮进给方向相反则为反旋。金属的可旋性是指金属材料经受旋压变形而不产生破坏或失稳的能力。用金属破坏前所承受的极限壁厚减薄率wtmax（%）来表示金属的可旋性。=~X100=（1—sintfmin）X100:•:对材料可旋性有明显影响的因素是工件壁厚偏离率△，即旋压工件的实际厚度撕对按正弦率计算的理论厚度t的偏差程度：△=（t—t）/t°^t=0时为零偏离，即工件实际厚度与理论厚度相等。△<0为负偏离（或过旋）°d>o为正偏离（或欠旋）。如的常用范围为l^tI^5%。t筒形件强力旋压成形筒形件的一种强力旋压，也叫流动旋压成形时，筒状毛坯壁厚减薄，轴向长度增加。筒形件强力旋压可采用正旋也可以采用反旋或联合使用。筒形件强力旋压还包括滚珠旋压、分层错距旋压和附加张力旋压等方式。滚珠旋压是借助滚珠盘与管坯相对旋转并轴向进给而由滚珠完成的一种筒形件强力旋压。分层错距旋压成形时，几个旋轮沿径向及轴向依次错开一定距离，各自分担压下量，可在一个道次中完成通常需要几个道次的工作，工效和直径精度得以提高。附加张力旋压是在筒形件强力旋压过程中对已成形段或未成形段施以一定的张力的旋压，它特别适于长细比大的管件的旋压。旋压内表面带环形筋及外表面要求高的大中直径管件可以采用内旋压法。筒形件强力旋压时不遵守正弦律，但遵守体积不变律，其可旋性用不产生断裂时的极限减薄率wtmax来表示。旋轮进给量厂对可旋性有比较明显的影响。强力旋压工艺参数在选择旋压方案后，应确定坯料的材料与尺寸，选择工艺参数以及确定旋压过程中的润滑与冷却等。常用的坯料有板坯，由普通旋压、冲压或其他成形方法得到的预成形坯，经车削的锻造或离心铸造毛坯，焊接毛坯，轧制管坯和挤压管坯等。对某些难熔金属及其合金用粉末冶金法和等静压制法生产毛坯。强力旋压的主要工艺参数有减薄率妒、旋轮进给量厂和主轴转速”等。锥形件强力旋压的一道次减薄率不应大于材料极限减薄率，否则就需中间退火及多道次强力旋压。筒形件强力旋压的道次减薄率通常取15%〜35%。锥形件强力旋压时，进给量厂常取0.1〜0.75mm/r。筒形件强力旋压时，正旋的f取0.25〜1.0mm/r，反旋的f取0.1〜0.5mm/r。强力旋压圆周线速度常取V=50〜300m/min。采用工艺润滑和冷却可减小加工时的摩擦，改善工件表面质量和提高工具寿命。强力旋压工艺装备强力旋压的主要工艺装备有旋轮、芯模和尾顶装置锥形件强力旋压旋轮的型面要素主要有旋轮工作圆角半径r、前角a、旋轮直径D和旋轮工作表面状态等。旋轮圆角半径r是影响旋压质量重要因素；常取r二（1〜2）t。筒形件强力旋压常用的旋轮结构要素有成形角a、光整段长度l、「压光角B°、顶端圆角半径r、引导段台阶高h。及旋轮直径PD等。ppppP锥形件强力旋压的芯模工作型面部分应呈整体式，具有足够的刚度，芯模外形按工件尺寸确定。筒形件强力旋压芯模的型面长度应包括3部分：工件要求长度L1、为脱卸工件所需留出的部分长度L2和考虑工件额外伸长需留出的部分匕。旋压机床按主轴轴线位置来分有卧式和立式旋压机；按工作力大小